天津近岸海域2015—20...夏季大型底栖动物的群落特征_李曌.pdf

Characteristics of macrozoobenthos community in Tianjin coastalsea area in summer from 2015 to 2019LI Zhao1，DING Ye1，BIAN Shaowei2，HAN Long2，LIU Xihui1，YANG Kai1（1.China National Environmental Monitoring Centre，Beijin 100012，China；2.Tianjin Eco-Environmental Monitoring Centre，Tianjin300191，China）Abstract：The macrozoobenthos community was investigated at 10 stations in Tianjin coastal sea area in Summer from 2015 to2019.The characteristics of the community was analyzed，and the influence of environment on the community was explored.Atotal of 100 macrozoobenthos species were collected in Tianjin coastal sea area.The average abundance of macrozoobenthosranged from 23.3 ind/m2to 330.0 ind/m2，and the average biomass ranged from 30.2 g/m2to 313.0 g/m2.The dominant speciesincluded Protankyra bidentata，Musculista senhousei，Potamocorbula laevis，Scapharca subcrenata，Ringicula doliaris andNassarius succinctus.Shannon-Wiener index，Pielou index and Margalef index of macrozoobenthos increased generally andhad same changing trend in summer from 2015 to 2019，which demonstrated that the water pollution in the sea area has beenimproved year by year.Canonical correspondence analysis was adopted to study the influence of environmental factors onmacrozoobenthos community.The results showed that water depth，Chl-a content and pH value were the main environmentalfactors thataffected the change of macrozoobenthos community in Tianjin coastalsea area.Keywords：Tianjin；coastalsea area；macrozoobenthos；community；biodiversity天津近岸海域 20152019 年夏季大型底栖动物的群落特征李曌1，丁页1，卞少伟2，韩龙2，刘喜惠1，杨凯1（1.中国环境监测总站，北京 100012；2.天津市生态环境监测中心，天津 300191）摘要：20152019 年夏季对天津近岸海域 10 个点位开展大型底栖动物的采样调查，分析其群落特征，并探究环境对群落特征的影响.结果显示：本次调查共采集鉴定了大型底栖动物 100 种；调查海域大型底栖动物的平均密度变化范围为 23.3330.0 个/m2，平均生物量变化范围为 30.2313.0 g/m2；优势种主要为棘刺锚参（Protankyrabidentata）、凸壳肌蛤（Musculista senhousei）、光滑河篮蛤（Potamocorbula laevis）、毛蚶（Scapharca subcrenata）、耳口露齿螺（Ringicula doliaris）、红带织纹螺（Nassarius succinctus）.20152019 年夏季调查海域大型底栖动物的 Shannon-Wiener 指数、Pielou 均匀度指数和 Margalef 丰富度指数整体均呈上升趋势且变化趋势基本一致，意味着该海域水体污染状况逐年改善.用典型对应分析法研究环境因子对大型底栖动物群落特征的影响，结果表明，水深、叶绿素 a 含量和 pH 值是影响该海域大型底栖动物群落变化的主要环境因子.关键词：天津；近岸海域；大型底栖动物；群落；生物多样性中图分类号：Q958.8文献标志码：A文章编号：1671-1114（2023）01-0030-06收稿日期：2022-05-12基金项目：环境保护公益性科研专项近岸海域环境质量综合评价方法研究基金资助项目（201309008）.第一作者：李曌（1984），男，高级工程师，主要从事流域水生态状况调查、海域生态健康状况方面的研究.通信作者：卞少伟（1986），男，高级工程师，主要从事水污染防治、水环境质量监测及水生态调查方面的研究.E-mail：.渤海是一个半封闭的浅海，周边省市包括辽宁省、河北省、天津市以及山东省，其中，天津作为北方经济中心和环渤海地区经济中心，在区域经济的飞速发展中对海洋的开发利用已超出海洋环境承载力，导致天津近岸海域水体富营养化严重，赤潮频发，生态系统整体处于亚健康的状态.由于具有重要的经济价值和重污染的环境特征，渤海的生态环境一直备受国家和地方政府关注.生活在海洋环境的底栖区动物是海洋生态系统中的一个重要生态类群，大多生活在有氧和有机质丰第 43 卷第 1 期2023 年 1 月天 津 师 范 大 学 学 报（自 然 科 学 版）Journal of Tianjin Normal University（Natural Science Edition）Vol.43 No.1Jan.2023doi：10.19638/j.issn1671-1114.20230106第 43 卷第 1 期富的沉积物表层，通过食物链参与水体的营养物质循环，影响污染物的迁移转化，在海洋生态系统中占有十分重要的地位.大型底栖动物是指能被 0.5 mm 孔径网筛截留的底栖动物，大部分活动能力较弱或营固着生活，生活范围有限1.近年来，国内学者对渤海大型底栖生物的群落结构和物种多样性作了较为系统的研究：李帅等2分别在 2010 年 5 月和 2013 年 6 月对黄、渤海海域大型底栖动物的种类组成和群落结构等进行了研究和分析，并利用 AMBI 和 m-AMBI 生物指数对各站位的生态质量状况进行了评估；陈琳琳等3根据 50 多年来渤海南部海域大型底栖动物群落的历史资料以及 20112013 年的现场调查数据，研究渤海南部包括黄河口邻近海域及莱州湾的大型底栖动物群落结构的变化，分析其长期演变的过程和规律；孙昕雨4研究黄、渤海大型底栖动物群落特征的季节变化及在各海域间的变化趋势，并探讨了副热带和温带 2 个不同地理位置海湾大型底栖动物群落结构的差异；韩洁等5分别于 1997 年 6 月、1998 年 9 月和1999 年 4 月研究了渤海中、南部大部分海区的大型底栖动物的丰度、生物量和生产力，对其物种多样性进行了分析.以上调查多在黄、渤海交界处或渤海湾外进行，且最新调查时间已距今 7 a 以上.本研究将 20152019 年夏季天津近岸海域大型底栖动物群落结构的调查结果与历史数据相结合，分析其群落结构的特征和规律，探讨导致大型底栖动物群落演变的主要水环境因子，以期为渤海海域综合治理提供参考资料.1材料与方法1.1大型底栖动物样品采集与分析20152019 年，每年 7 月和 8 月份，按照文献6中的方法，在渤海湾设置 10 个调查点位，具体采样位置如表 1 所示.10 个点位的底质类型均为黏土质粉砂.使用 0.1 m2箱式采泥器，采集未受扰动的沉积物，每个点位取 23 个样品，现场用 0.5 mm 孔径网筛分选大型底栖动物，将生物标本及残渣全部转移至样品瓶，用 5%福尔马林固定.大型底栖动物样品的处理、保存和计数等均按照相关方法7操作.用有机玻璃采水器采集水面以下 0.5m 处的海水，04冷藏，带回实验室分析海水水质.按照相关方法8测定无机氮（DIN）、非离子氨（NH3）、叶绿素（Chl-a）、亚硝酸盐（NO2-N）、硝酸盐（NO3-N）等的质量浓度；采用 350i 多参数水质分析仪（德国 WTW 公司）测定海水的溶解氧（DO）含量和pH 值.1.2数据处理利用数据统计 Excel 软件计算生物多样性指数，包括相对重要性指数（IRI）、Shannon-Wiener 指数（H）、Pielou 均匀度指数（J）和 Margalef 丰富度指数（d），计算公式如下9-10：IRI=（n+w）f 10 000（1）H=si=1Pilog2PiPi=ni/N（2）J=Hlog2S（3）d=S-1log2N（4）式（1）中：n 为某一物种的密度占大型底栖动物总密度的百分比；w 为该种的生物量占大型底栖动物总生物量的百分比；f 为该种出现的频率.IRI1 000 的物种为优势种.式（2）中：ni为第 i 种的数量；N 为样品中所有种类的总个体数；S 为样品中的种类总数.使用 Excel 软件进行数据库的建设、统计和处理，绘制大型底栖动物种类组成图；用 OriginPro 8.5软件绘制大型底栖动物的密度、生物量和生物多样性指数图；利用 Canoco 5.0 对动物数据与环境数据进行多元对应分析（包括除趋势对应分析法DCA 和典范对应分析法 CCA），在同一排序图上11反映动物群落分布与环境因子之间的关系，多元分析统计过程中，各项特征值所代表的含义参照文献12-13.2结果与分析2.1种类组成和优势种天津近岸海域共采集到大型底栖动物 9 门 100种，包括纽形动物门（Nemertiner）、节肢动物门（Arthropo-表 1天津近岸海域采样点位信息Tab.1Information of sampling sites in Tianjin coastalsea area点位编号经度纬度水深/m01#117.998 4E39.195 4N03.340.6102#117.967 7E39.128 1N03.940.6703#117.927 5E39.052 8N05.540.5804#117.921 1E38.939 7N09.385.5305#117.799 0E38.810 2N05.620.5706#117.773 2E38.667 8N04.580.6607#118.000 0E39.083 3N06.060.4008#118.000 0E38.916 6N10.080.8209#118.001 4E38.725 8N10.864.2710#118.011 4E38.590 0N14.963.42李曌，等：天津近岸海域 20152019 年夏季大型底栖动物的群落特征31天 津 师 范 大 学 学 报（自 然 科 学 版）2023 年 1 月da）、环节动物门（Annelida）、软体动物门（Mollusca）、棘皮动物门（Echinodermata）、脊椎动物门（Vertebrata）、扁形动物门（Platyhelminthes）、螠虫动物门（Echiura）和腕足动物门（Brachiopoda）.其中：软体动物门种类最多，为